企业新闻3D打印在建筑业的应用研究
更新时间: 2019-09-26 16:21:15 查看次数: 443
3D打印技术作为一种新的制备方法，如何在建筑业中得到有效应用，成为目前研究的一个热点。目前建筑公司对3D打印技术在建筑业中的应用没有系统和完整的概念，即便可以看到少量建筑公司利用3D打印这一热门新技术，造出轰动一时的建筑，但追索其源头技术，相关资料不甚详细。3D打印作为一种实用新型技术，不能只成为一种概念性的产物，需要从应用的各个层面及利用这种技术的详细操作方法做出彻底的分析。将一种在工业制造领域中应用十分成熟且广泛的技术移植到大规模土木建造中，势必会出现不相适应的现象，这就需要在充分了解3D打印技术的基础上，结合建筑工程的实际工况和特点，改进成具有适合建筑特性的3D打印技术应用解决方案。
目前国内外均未见有系统的、完整的技术文献来详细阐明如何在建筑业中利用3D打印技术，且相关文献也停留在理论化阶段，没有结合实例分析具体讨论如何使用，不够详细和完整的现状，严重影响了3D打印技术在建筑业的推广和应用。为解决这一问题，开展了本论文的研究。
首先将3D打印技术相关的背景进行研究，阐述其在行业中应用的现状。然后介绍各种在其他行业中应用非常成熟的3D打印技术及它们的各自特点，为接下来在建筑业中考虑用何种技术作出说明，明确在建筑开发过程中使用这种技术的缘由。最后综合考虑建筑建造的特点，基于相关快速成型理论，来说明要在建筑业中实现3D打印的原理性前提条件。
研究的目的旨在从建筑过程中的各个阶段考虑如何规范的、有选择性的应用3D打印技术。而在应用过程中，以实例模型展开分析，考虑如何利用现有3D打印技术和机器，将在制造业中应用十分成熟的3D打印方法与建筑要求有机的结合起来，总结出最适用建筑业的3D打印方式方法，为后续3D打印技术在建筑业中的推广及应用奠定基础。
主要的研究内容如下：
- 提出了一种图片式模型切片方法，在针对精度要求不高的建筑模型打印时，图片分层切片会使得计算机的计算量大大缩小。
- 设计了一种类经络化的钢架连接，通过力学性能分析并与传统制法进行对比分析，得出一种较好的结构方案。针对打印件的后处理工艺，设计一种适应于3D打印构件的热等静压法，使得处理更为实用。
- 讨论了大型房屋实体的建造方法，结合相关技术和背景资料，逐步分析如何进行分离式墙体板房和一体式房屋的建造方法，并同时对建造的结构进行相关参数分析。
- 展示并分析了3D打印在一些非承载构件上的表达，在主体建筑完成的后期利用3D打印复杂曲面建造的优势，来进行个性化的装修。
- 总结了3D打印技术在土木工程的一些其它设施的建造方法及阐述整个打印过程。